(57)【要約】【課題】成膜装置内で形成された段階の有機薄膜素子の特性を測定する際に要していた、複雑な封止作業または高価な設備費用を低減すること。【解決手段】表面に電極Ｓ４が形成された段階の薄板状の有機薄膜素子Ｓを気密に収容し得る密閉容器１を有して構成される有機薄膜素子ホルダーである。密閉容器１は、素子Ｓを形成するための成膜装置に気密に連結されたグローブボックス内に収容され得る大きさを有し、かつ、素子Ｓの出し入れが可能なように容器本体３と蓋２とを有する。該容器１の内面には、素子Ｓの電極Ｓ４に接触し得るよう、接触用端子４を設け、該容器１の外面には外部導体端子５を設け、両者を、閉容器内の気密性を保ちながら導体６によって互いに接続する。この構成によって、素子を簡単な作業で気密に収容しグローブボックス外に取り出し、従来の測定装置を用いて特性を測定することができる。【選択図】図１
2007258070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に電極が形成された段階の薄板状の薄膜素子を気密に収容し得る密閉容器を有して構成される薄膜素子ホルダーであって、
前記密閉容器は、前記素子を形成するための成膜装置に気密に連結されたグローブボックス内に収容され得る大きさを有し、かつ、前記素子の出し入れが可能なように容器本体と蓋とを有し、
該密閉容器の内面には、収容された素子の電極に接触し得るよう、接触用端子が設けられており、
該密閉容器の外面には、外部導体端子が設けられており、
これら接触用端子と外部導体端子とが、密閉容器内の気密性を保ちながら該容器の壁部を貫通した導体によって、互いに接続されている、
薄膜素子ホルダー。
【請求項２】
前記薄膜素子が有機薄膜素子である、請求項１記載の薄膜素子ホルダー。
【請求項３】
容器本体が、前記薄膜素子を収容するための容器内空間となる凹部を有し、
該凹部は、その開口を上方へ向けたときに、素子を水平姿勢にて収容し得る内部空間を有し、その開口形状は、該素子の板面の外周形状よりも所定の隙間分だけ大きい形状であり、
該凹部の内部底面または蓋の内面に、前記接触用端子が設けられている、
請求項１又は２記載の薄膜素子ホルダー。
【請求項４】
前記接触用端子が、支持用弾性部材によって支持されて、容器本体の凹部の内部底面または蓋の内面から突起するよう設けられ、前記薄膜素子の電極に対して弾性的に接触し得る構成となっている、請求項３記載の薄膜素子ホルダー。
【請求項５】
接触用端子が設けられる面には、接触用端子の数だけ孔穴が設けられ、各孔穴内には、支持用弾性部材によって支持された接触用端子として、弾性的に伸縮し得るスプリングプローブが、その先端が各孔穴から突起するように挿入されており、
該スプリングプローブの先端が素子の電極によって押さえつけられたときにその先端が孔穴内に沈み込み得るように、該スプリングプローブの伸縮量が設定されている、請求項４記載の薄膜素子ホルダー。
【請求項６】
接触用端子が設けられている面が、容器本体の凹部の内部底面であって
前記薄膜素子の電極を容器本体の凹部の内部底面側に向けた姿勢にて、該素子を密閉容器内に収容することが意図された構成となっている、請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜素子ホルダー。
【請求項７】
前記薄膜素子を密閉容器内に気密に収容したとき、該素子が、容器本体の凹部の内部底面と蓋の内面とによって挟み込まれて固定される構成となっており、
容器本体の凹部の内部底面または蓋の内面のうち、接触用端子が設けられている面とは反対側の面には、該素子を押圧するための押圧用弾性体が突起しており、該押圧用弾性体が変形しながら、該素子を接触用端子が設けられている面に押付ける構成となっている、
請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜素子ホルダー。
【請求項８】
蓋の内面に、容器本体の凹部に嵌まり込む凸部が設けられており、容器本体の凹部の内部底面と、該凹部に嵌まり込んだ蓋の凸部とによって、前記薄膜素子が挟み込まれて固定される構成となっている、請求項７記載の薄膜素子ホルダー。
【請求項９】
収容された前記薄膜素子への外部からの光の照射、または、収容された前記素子から発せられた光の外部への取り出しができるように、容器本体または蓋には、透明部材によって気密に閉鎖された光透過窓が設けられている、請求項１〜８のいずれかに記載の薄膜素子ホルダー。
【請求項１０】
接触用端子が設けられている面が、容器本体の凹部の内部底面であって
前記薄膜素子の電極を容器本体の凹部の内部底面側に向けた姿勢にて、該素子を密閉容器内に収容することが意図された構成となっており、
前記薄膜素子が、透明基板を有してなる素子であって、
蓋には、前記透明基板の板面の外周形状よりも所定のシールしろだけ小さい開口形状を有する光透過窓用の貫通孔が設けられ、
蓋の内面には、該貫通孔の開口周囲の前記シールしろ内に、弾性シール部材が設けられており、該弾性シール部材は、蓋の内面から突起するように設けられており、
これによって、収容された前記素子の透明基板が、透明部材となって前記貫通孔を気密に閉鎖しており、かつ、前記弾性シール部材が、該押圧用弾性体として該素子を接触用端子が設けられている凹部の内部底面に押付ける構成となっている、
請求項９記載の薄膜素子ホルダー。
【請求項１１】
ワンタッチで絞め付け固定と解除とが可能な止め金具が、容器本体と蓋とにまたがって設けられ、該止め金具によって、容器本体と蓋とが互いに圧着された状態で固定され、薄膜素子を気密に収容する構成となっている、請求項１〜１０のいずれかに記載の薄膜素子ホルダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置内において積層形成された段階の薄膜素子の特性を測定するための器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光素子、受光素子、太陽電池、電界効果型トランジスターなどの有機薄膜素子が注目されている。
例えば、太陽電池に関しては、従来より用いられている結晶シリコン太陽電池は、未だ製造コストが高いため、石油代替エネルギー源として広く普及するには至っていない。
これに対して、太陽電池として構成した有機薄膜素子（有機薄膜太陽電池）は、ガラス基板上に電極層や高分子有機体の薄膜を蒸着や塗布することで得られるため、結晶シリコン太陽電池よりも製造コストを低く抑えることができる可能性がある。そのため、有機薄膜太陽電池は、シリコン太陽電池に替わるものとして大いに期待されており、変換効率の向上や製造コストの低減などの研究が進められている。例えば、「ブレンド型有機薄膜太陽電池」に関する研究発表論文として、非特許文献１〜３が挙げられる。
【０００３】
有機薄膜素子の一般的な素子構造は、図６に示すように、ガラス基板Ｓ１上に、ＩＴＯ透明電極（第一電極層）Ｓ２、種々の有機薄膜Ｓ３、他方側の電極層（第二電極層）Ｓ４、封止層Ｓ５を順次積層したものである。有機薄膜Ｓ３は、通常、複数層からなる積層構造であるが、素子によっては単一層の場合もある。
有機薄膜素子の重要な特性である、電気／光変換効率、電流増幅率、太陽光エネルギー変換効率などの向上や、製造コストの低減などを行なうためには、素子を構成する各層の材料、層構造（層配置、層厚など）を試行錯誤的に変化させ、多数の試料についてその特性を測定し評価し、さらなる研究を進めていく必要がある。
【０００４】
しかしながら、有機薄膜素子には、該素子を構成する有機薄膜および金属電極膜（電極層）がいずれも酸素や水蒸気に非常に弱く、基本の素子構造を形成したままの裸の状態で大気中に取り出すと、即座に特性が劣化するという問題がある。
【０００５】
素子の各層に劣化を生じさせずに素子の特性を測定する方法として、成膜装置に気密に連結したグローブボックス内に素子を移動させ、真空中または不活性ガスの中で、素子組立から特性評価までを行う方法が挙げられる。
しかし、そのような方法では、グローブボックスの内部に真空専用の組み立て器具や測定装置などを配置しなければならないため、それらトータルの設備費用は非常に高いものとなる。
また、他の測定方法としては、成膜装置に連結されたグローブボックス内において、特殊な封止技術を用いて素子を封止し、それを大気中に取り出し、市販の各測定装置を用いて特性評価を行うという方法が挙げられる。
そのような方法によれば、グローブボックス内専用の測定装置を必要としないため、前記の方法に比べてコストを低く抑えることができるが、特殊な封止技術を用いるためグローブボックス内での操作が複雑になってしまう。また、封止にかかるコストも決して安価とはいえない。
このような問題は、有機薄膜素子だけでなく、酸素や水蒸気などによって腐食しやすい金属や無機化合物などを用いた他の薄膜素子においても、同様の問題である。
【０００６】
【非特許文献１】J. Nakamuraら他, Applied Physics Letters, 87, 132105 (2005)
【非特許文献２】Maら, Advanced Functional Materials, 15, 1617 (2005)
【非特許文献３】Liら, Nature Materials, 4, 866 (2005)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決すべき課題は、上記のような成膜装置内で形成された段階の薄膜素子の特性を測定する際に要していた、複雑な封止作業または高価な設備費用を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究し、素子特性の測定作業を改善するための好ましい補助具となる素子ホルダーを完成させた。即ち、本発明は、下記の特徴を有するものである。
（１）表面に電極が形成された段階の薄板状の薄膜素子を気密に収容し得る密閉容器を有して構成される薄膜素子ホルダーであって、
前記密閉容器は、前記素子を形成するための成膜装置に気密に連結されたグローブボックス内に収容され得る大きさを有し、かつ、前記素子の出し入れが可能なように容器本体と蓋とを有し、
該密閉容器の内面には、収容された素子の電極に接触し得るよう、接触用端子が設けられており、
該密閉容器の外面には、外部導体端子が設けられており、
これら接触用端子と外部導体端子とが、密閉容器内の気密性を保ちながら該容器の壁部を貫通した導体によって、互いに接続されている、
薄膜素子ホルダー。
（２）前記薄膜素子が有機薄膜素子である、上記（１）記載の薄膜素子ホルダー。
（３）容器本体が、前記薄膜素子を収容するための容器内空間となる凹部を有し、
該凹部は、その開口を上方へ向けたときに、素子を水平姿勢にて収容し得る内部空間を有し、その開口形状は、該素子の板面の外周形状よりも所定の隙間分だけ大きい形状であり、
該凹部の内部底面または蓋の内面に、前記接触用端子が設けられている、
上記（１）または（２）記載の薄膜素子ホルダー。
（４）前記接触用端子が、支持用弾性部材によって支持されて、容器本体の凹部の内部底面または蓋の内面から突起するよう設けられ、前記薄膜素子の電極に対して弾性的に接触し得る構成となっている、上記（３）記載の薄膜素子ホルダー。
（５）接触用端子が設けられる面には、接触用端子の数だけ孔穴が設けられ、各孔穴内には、支持用弾性部材によって支持された接触用端子として、弾性的に伸縮し得るスプリングプローブが、その先端が各孔穴から突起するように挿入されており、
該スプリングプローブの先端が素子の電極によって押さえつけられたときにその先端が孔穴内に沈み込み得るように、該スプリングプローブの伸縮量が設定されている、上記（４）記載の薄膜素子ホルダー。
（６）接触用端子が設けられている面が、容器本体の凹部の内部底面であって
前記薄膜素子の電極を容器本体の凹部の内部底面側に向けた姿勢にて、該素子を密閉容器内に収容することが意図された構成となっている、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の薄膜素子ホルダー。
（７）前記薄膜素子を密閉容器内に気密に収容したとき、該素子が、容器本体の凹部の内部底面と蓋の内面とによって挟み込まれて固定される構成となっており、
容器本体の凹部の内部底面または蓋の内面のうち、接触用端子が設けられている面とは反対側の面には、該素子を押圧するための押圧用弾性体が突起しており、該押圧用弾性体が変形しながら、該素子を接触用端子が設けられている面に押付ける構成となっている、
上記（１）〜（６）のいずれかに記載の薄膜素子ホルダー。
（８）蓋の内面に、容器本体の凹部に嵌まり込む凸部が設けられており、容器本体の凹部の内部底面と、該凹部に嵌まり込んだ蓋の凸部とによって、前記薄膜素子が挟み込まれて固定される構成となっている、上記（７）記載の薄膜素子ホルダー。
（９）収容された前記薄膜素子への外部からの光の照射、または、収容された前記素子から発せられた光の外部への取り出しができるように、容器本体または蓋には、透明部材によって気密に閉鎖された光透過窓が設けられている、上記（１）〜（８）のいずれかに記載の薄膜素子ホルダー。
（１０）接触用端子が設けられている面が、容器本体の凹部の内部底面であって
前記薄膜素子の電極を容器本体の凹部の内部底面側に向けた姿勢にて、該素子を密閉容器内に収容することが意図された構成となっており、
前記薄膜素子が、透明基板を有してなる素子であって、
蓋には、前記透明基板の板面の外周形状よりも所定のシールしろだけ小さい開口形状を有する光透過窓用の貫通孔が設けられ、
蓋の内面には、該貫通孔の開口周囲の前記シールしろ内に、弾性シール部材が設けられており、該弾性シール部材は、蓋の内面から突起するように設けられており、
これによって、収容された前記素子の透明基板が、透明部材となって前記貫通孔を気密に閉鎖しており、かつ、前記弾性シール部材が、該押圧用弾性体として該素子を接触用端子が設けられている凹部の内部底面に押付ける構成となっている、
上記（９）記載の薄膜素子ホルダー。
（１１）ワンタッチで絞め付け固定と解除とが可能な止め金具が、容器本体と蓋とにまたがって設けられ、該止め金具によって、容器本体と蓋とが互いに圧着された状態で固定され、薄膜素子を気密に収容する構成となっている、上記（１）〜（１０）のいずれかに記載の薄膜素子ホルダー。
【発明の効果】
【０００９】
背景技術の説明において述べたとおり、有機薄膜素子を構成する有機薄膜および電極層は、酸素や水蒸気に非常に弱いため、表面に電極が形成された段階での裸の状態（未封止の状態）では、該素子を大気中に取り出すことはできず、一般の測定装置を用いてその特性を調べることもできなかった。
これに対して、本発明による薄膜素子ホルダー（当該ホルダー）は、先ず、素子の出し入れが容易であるように構成した小型の密閉容器として構成されている。
この構成によって、裸の状態の素子を、グローブボックス内における簡単な操作で当該ホルダー内に閉じ込めることができ、該素子を外気に触れさせることなくグローブボックス外に取り出し、研究室内に配置された種々の測定装置を自由に利用することができる。
さらに、本発明による当該ホルダーは、その密閉容器内に、接触用端子が設けられており、容器外に設けられた外部導体端子を通じて、内部に収容された素子の電気的な特性を自由に測定することが可能となっている。
またさらに、当該ホルダーには、その密閉容器の壁部に光透過窓（透明部材によって気密に閉鎖されている）が設けられており、前記の接触用端子とその窓とを利用して、内部に収容された素子の光学的な特性（発光特性、受光特性、発電特性など）を、既存の測定装置を用いて、自由に測定することが可能となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、薄膜素子の一例として、有機薄膜素子を用いて本発明を説明するが、本発明が気密に保持すべき素子は、表面に電極が形成された段階の薄板状の素子であればよい。
また、以下の説明では、表面に電極が形成された段階の有機薄膜素子（電極が露出している未封止または製造プロセス途上の有機薄膜素子）を、素子の機能が未だ完全ではなくとも「有機薄膜素子」または「素子」と呼ぶ。これに対して、該素子にさらに封止層等が設けられ、完成品となったものは、「封止済みの素子」、「完成品」などと呼んで区別する。
【００１１】
素子の一般的な構造は、図６に示した完成品中に示されているとおり、基板Ｓ１に、透明電極層Ｓ２、種々の有機薄膜Ｓ３、他方側の電極層Ｓ４を順次積層したものであるが、必ずしもそのような素子構造でなくともよい。
以下、当該ホルダーと素子との関係をわかりやすく説明するために、素子に用いられる基板の両主面（表裏２つの板面）のうち、素子構造を構築する面を「上面」、その反対側の面を「裏面」と呼んで説明する。
【００１２】
本発明が測定の対象とする素子は、上記のとおり、電極（電極層）が素子表面に露出しているものであって、未封止のまたは製造プロセス途上の素子である。
当該ホルダーが接触すべき表面の電極は、通常の測定では、図６に示すように、第一電極層Ｓ２と、第二電極層Ｓ４の両方であるが、一方の電極層だけであってもよい。例えば、測定対象とする素子は、基板上に第一電極層が形成された段階のものであってもよい。
基板Ｓ１上に、第一電極層Ｓ２が形成され、さらに有機薄膜Ｓ３、第二電極層Ｓ４が形成された段階の素子は、発光素子、受光素子、太陽電池など、具体的な機能を示すものとなっている。そのような素子を測定する場合には、グローブボックス外の既存の種々の測定装置を利用することになるため、当該ホルダーの有用性、経済性はより顕著となる。
以下、第二電極層までが形成された段階の素子を測定の対象とする場合を例として説明する。
【００１３】
当該ホルダーが測定対象とする有機薄膜素子は、量産工程においてウエハ基板上に多数形成された規模のものでも、素子の研究開発のために小サイズのガラス基板上に実験的に複数個形成されたものであっても、また、１つのチップであってもよい。
これらの中でも、背景技術の説明において述べたとおり、素子の研究開発の段階では、条件を変えた種々の試料を製作し、それら大量の試料の各々の特性を、効率良く測定し評価していく必要がある。
従って、当該ホルダーは、量産工程における品質管理のために用いてもよいが、素子の研究開発の現場で測定用の補助具として活用すれば、その有用性、経済性はより顕著となる。
【００１４】
試料として製作される素子の場合、外部導体との接続を容易にするため、基板の中央領域に素子構造部を集合させ、電極層だけを基板の外周領域まで延長させて接続に用いる場合が多い。当該ホルダーにおいて接触すべき電極は、電極層そのままの場合や、外部接点との接触用の金属がさらに積層され電極パッドとなったものなど、種々の形態である。
当該ホルダーにおける接触用端子の位置は、前記のような素子の電極の位置に適合するよう適宜決定すればよい。また、当該ホルダーの接触用端子の配置を考慮して、素子の電極の位置を適宜決定してもよい。
【００１５】
一般的な素子のトータル厚さは、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度である。その中で、基板を除いた素子構造部分の厚さは０．０１μｍ〜１００μｍ程度である。
基板としては、通常、素子の発光・受光に関して透明な材料からなる透明基板、好ましいものとしてＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）やＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）などからなるガラス基板、さらに電界効果型トランジスター用基板としてシリコンウエハー基板などが用いられる。一般的な素子の構造では、該基板を通過して、素子から発せられた光が外界へ出て行く場合（発光素子の場合）と、受光すべき対象の光が素子内へ入射する場合（受光素子や太陽電池の場合）などがある。
第一電極層は、通常、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）からなる透明電極とされ、その厚さは０．１μｍ〜１μｍ程度である。第一電極層上に、有機薄膜（種々の材料・層数とされる）を挟んで形成される第二電極層は、通常、共役系高分子や有機色素からなり、厚さは０．０１μｍ〜１μｍ程度である。
研究開発の現場において試料として製作される素子は、通常、１個〜１０個程度の素子を形成し得る小規模寸法の方形のガラス基板（半導体素子でいうウエハ）が用いられる。その場合には、該基板の外形寸法が、当該ホルダーが収容すべき素子の外形寸法となる。当該ホルダーが収容すべき素子の外形寸法には限定はないが、前記のような研究開発の現場で試作される方形のガラス基板の外形寸法は、（５ｍｍ×１０ｍｍ）〜（５０ｍｍ×１００ｍｍ）程度、特に（１０ｍｍ×２０ｍｍ）〜（２５ｍｍ×５０ｍｍ）程度が一般的である。
【００１６】
当該ホルダーは、図１に構成を模式的に示すとおり、素子Ｓを気密に収容し得る密閉容器１を有して構成される。同図では、素子や電極の存在をわかり易く見せるために、素子全体を厚く誇張して描いており、電極も大きく突起しているかのように誇張して描いている。
密閉容器１は、前記素子Ｓを製造するための成膜装置に気密に連結されたグローブボックス内に収容され得る大きさを有する。また、密閉容器１は、素子Ｓを、その容器内に出し入れできるように、容器本体３と蓋２とを有して構成される。
蓋２は、密閉容器内を気密に保つように容器本体３に対して容易に着脱または開閉でき、固定し得る構成となっている。これによって作業者は、グローブボックス内に当該ホルダーを配置し、グローブを用いて蓋２を開閉し、素子Ｓを密閉容器１内に気密に収容することができる。
【００１７】
密閉容器１の内面には、収容された素子Ｓの電極Ｓ４（第一電極Ｓ２であってもよい）に接触し得るよう、接触用端子４が必要数だけ設けられている。また、該密閉容器の外面には、外部導体端子５が必要数だけ設けられており、これら接触用端子４と外部導体端子５とが、該容器１の壁部を貫通する導体６によって互いに接続されている。該導体６は、容器１の壁部を貫通しているが、その貫通によって密閉容器内の気密性が損なわれないように、貫通部分には適宜のシールが施されている。
この構成によって、素子をグローブボックス内で簡単に密閉容器内に収容し、密封した状態でボックス外に取り出して、該容器の外部から容器内の素子の電気的な特性を確認することができる。
【００１８】
本発明でいう「容器本体」と「蓋」とは、１つに合わせることによって密閉容器を構成し得る部品である。これらは、所謂「鍋」と「蓋」の関係とは異なり、「蓋」の方にも、素子を収容するための十分なスペースがあってよい。
例えば、図１の例では、素子を収容するための容器内空間となる凹部３ａは、もっぱら容器本体３の方だけに形成されており、蓋２の内面はフラットである。また、図２（ａ）の例では、容器本体３、蓋２の両方にそれぞれ凹部（３ａ、２ａ）が均等に形成されており、両者を合わせて１つの密閉空間が形成される構成となっている。また、フラットな容器本体の上面に素子を位置決めし、凹部を設けた蓋で覆うというような、図１の構成を上下逆にしたような構成であってもよい。
また、図３の態様は、本発明の好ましい態様の一例であって、容器本体３には凹部３ａが設けられ、蓋の内面には、該凹部３ａに適当な嵌合関係をもって嵌まり込む凸部２ｂが設けられており、該凹部３ａの内部底面と、蓋の凸部２ｂの底面とによって、素子Ｓを挟み込んで固定する構成となっている。
【００１９】
以下、開閉可能な密閉容器の構成として、図１に示すように、凹部が容器本体の方に設けられた態様を例として用いて本発明を説明する。また、該凹部３ａの内部形状は、グローブボックス内での素子の出し入れ作業の容易さを考慮し、その開口を上方へ向けたときに、素子Ｓを水平姿勢にて収容し得る内部空間を有するものを例として説明する。
この凹部内に素子を配置する場合、電極が形成された面を上下どちらに向けるかによって、接触用端子を設ける位置も、凹部の内部底面、蓋の内面のいずれかとなる。図２（ｂ）の例では、容器本体３に設けた凹部に、電極を上方に向けて素子を配置する例を示しており、接触用端子や外部導体端子は蓋に設けられている。
以下、好ましい態様例として、図１や図２（ａ）に示すように、電極Ｓ４が形成された面を下方に向けて凹部内に配置する例を用いて説明する。この場合、接触用端子は、凹部の内部底面において、素子の電極に対応する位置に設けられる。素子の配置方向を上下逆にする場合には、蓋に接触用端子を設ける態様として、下記の説明を読み変えれば良い。
【００２０】
容器本体と蓋の材料は、同じであっても、互いに異なっていてもよい。好ましい材料としては、鋼、アルミニウム（合金を含む）、銅（合金を含む）などの種々の構造用の金属や、ジュラコン（登録商標）、塩化ビニルなど適当な機械的強度を有するプラスチックやベークライトが挙げられる。
容器内の複数の接触用端子と、容器外の複数の外部導体端子とを、各組同士の間で短絡しないように、また、容器への短絡をしないように接続する点からは、容器本体の材料はプラスチックが好ましい。特に、ジュラコン（登録商標）などとして市販されているアセタール樹脂（ポリオキシメチレン）は、軽く、絶縁性と十分な機械的強度を有し、切削加工によって高い寸法精度に仕上げることが可能な好ましい材料である。
【００２１】
容器本体や蓋など、当該ホルダー全体の色は、特に限定はないが、全体を黒色とすることで、発光あるいは受光した光強度の迷光による誤差を極力避けることができ、また、擬似太陽光線のもとで実験を行う場合にも、作業者が反射光を受けることが少ない。
【００２２】
容器本体に形成される凹部の開口形状、凹部内の底面の外周形状は、素子の出し入れが可能なように、また、配置された素子が凹部内で定位置に安定して静止するように（即ち、水平方向のガタツキがないように）、素子の板面の外周形状よりも所定の隙間分だけ大きい形状とする。素子挿入のためのテーパは適宜設けてよい。
前記の隙間（凹部内の内壁面同士の間の寸法から、素子の幅を差し引いた寸法）は、素子の規模によっても異なるが、上記したような研究室レベルでの小規模な試料では、該隙間の値は０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度、特に、１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度が適当である。
凹部の底面中央部には、素子の中央部に形成される積層構造部分へ凹部底面が接触するのを避けるために、逃し用の凹部をさらに設けてもよい。
【００２３】
また、図１、図２に示すように、素子を凹部内に収容し密封したとき、厚さ方向（垂直方向）に隙間が生じないように（即ち、垂直方向のがたつきが無いように）、素子Ｓを凹部の内部底面と蓋の内面とによって挟み込んで固定する構成とすることが好ましい。
このとき、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、素子Ｓと、〔凹部の内部底面または蓋の内面のうちの、接触用端子が設けられている面とは反対側の面〕との間に、押圧用弾性体ｇ１を介在させる構成とすることが好ましい。
これによって、該押圧用弾性体ｇ１は、容器の密閉時に変形して、凹部と蓋とによって形成される容器内空間の深さ方向の加工誤差、素子のトータル厚さの製造誤差、素子の反りなど、種々の累積誤差を吸収し、垂直方向のガタツキを無くしながら、該素子を接触用端子の方へ適当な力（図２（ａ）、（ｂ）における太い矢印ｆ）で押付けることが可能になる。
【００２４】
密閉容器全体の大きさは、素子を形成するための成膜装置に気密に連結されたグローブボックス内に収容でき、収容作業が可能な大きさを有するものであればよく、素子の大きさに加えて、必要な壁部の厚さ（シールのための厚さ、接触用端子を配置するための厚さ、着脱自在の構造を設けるための厚さ）を考慮し、適宜決定すればよい。
該密閉容器全体の形状や寸法は限定されないが、素子が方形の板であれば、それに応じて、密閉容器全体の形状も立方体や直方体とすることで、各部に無駄な肉厚が生じることもなく、密閉容器同士の間に無駄な隙間が生じることもない。
上記のような研究開発の現場で試作される方形の素子に対して、密閉容器全体の外形を立方体や直方体とする場合、密閉容器全体の外形や寸法は、グローブを装着した両手で操作し得る小箱とすることが好ましく、〔上面寸法（２０ｍｍ×２０ｍｍ）×高さ２０ｍｍ〕〜〔上面寸法（１５０ｍｍ×１００ｍｍ）×高さ７０ｍｍ〕、特に、〔上面寸法（（４０ｍｍ×３０ｍｍ）×高さ４０ｍｍ〕〜〔上面寸法（７０ｍｍ×５０ｍｍ×高さ６０ｍｍ〕程度が好ましい寸法として例示される。
【００２５】
通常の素子では、電極面は突起しておらず薄膜状である。よって、接触用端子は、基本的には、凹部の内部底面から突起する態様が好ましい。
接触用端子は、凹部の内部底面に剛体として設けてもよいが、薄膜状の電極を傷つけることなく、適度な接触荷重をもって弾性的に接するよう、支持用弾性部材によって支持された構成とすることが好ましい。
支持用弾性部材を用いた接触用端子の構成に限定はなく、例えば、リレー接点等に見られるような導電性の板バネの先端に接点を形成した撓み構造などであってもよいが、好ましい態様の１つとして、スプリングプローブが挙げられる。
スプリングプローブは、図４に具体的な例を示すように、先端に接点部を有するピン状のプローブ４１と、それを収容する筒状のリセプタクル４２と、該リセプタクル内でプローブが弾性的に変位可能なように該プローブを支持する圧縮コイルバネ４３とを有して構成される。
【００２６】
図４（ａ）、（ｂ）は、当該ホルダーにスプリングプローブを適用するための好ましい構造を示した図である。接触用端子を設けるべき凹部底面３ｂには、接触用端子の数だけ孔穴３ｃが設けられ、各孔穴内には、リセプタクル４２が挿入され、その中にプローブ４１が挿入されている。図４（ａ）に示すように、プローブ４１の先端の接点部分は、各孔穴から適量だけ突起するように設定されており、凹部内に素子をはめ込んだときに、電極と接触し得る構成となっている。
【００２７】
スプリングプローブの伸縮のストローク量は、プローブの先端の接点部分が素子の電極によって押さえつけられたとき、図４（ｂ）に示すように、該接点部分が孔穴内に完全に沈み込むように設定するのが好ましい。
この構成によって、電極に接したときのプローブの変位量を一定（＝孔穴からの突起量）とすることができ、電極との接触荷重を特定の値とすることが可能になる。
【００２８】
スプリングプローブ先端の形状に限定はないが、薄膜として形成される電極を破壊することなく適切に接触するためには、半径１ｍｍ〜２ｍｍ程度の球状が好ましい。
プローブには、接触抵抗をより低くするために、金などの接点材料を先端に被覆したものを用いるのが好ましい。
電極への接触荷重は、０．２Ｎ〜０．３Ｎ（２０ｇｆ〜３０ｇｆ）程度が好ましい値である。
孔穴からのプローブ先端の突起量は、バネ定数によっても異なるが、例えば、１ｍｍ〜２ｍｍ程度が挙げられる。
【００２９】
密閉容器の外面に設けられる外部導体端子は、外部の測定装置に接続されたリード線（先端は、わにぐちクリップや種々の接続用ジャックなどとなっている）と電気的に好ましく接続し得るものであればよい。
図１では、外部導体端子を単純な突起体として示している。単純で使用し易くかつ安価に製作できる形態としては、突き出した金属ピンが挙げられるが、用途に応じてコネクター等を装着してもよい。
また、図１、図３では、当該ホルダーを測定装置のステージ上に配置した状態での結線作業を容易にするために、外部導体端子を容器本体の側面に設けているが、図２（ａ）、（ｂ）のように、容器の外部底面、蓋の上面に設けてもよい。
【００３０】
容器内の接触用端子と外部導体端子とを接続する導体６は、密閉容器内の気密性を保ちながら該容器の壁部を貫通していればよい。図１〜３では、太い実線によって、金属導体が容器の壁部を貫通している状態を示唆している。
図３は、本発明の実施例によるホルダーの構造を示している。同図の例では、容器本体の外部底面に凹部３１を設け、スプリングプローブ４を貫通させて設け、リセプタクルの端面を該凹部３１の内部に露出させている。一方、該凹部３１の内部から側方に向って貫通孔を形成し、割りピン６ａをガイドパイプとして挿入し、その中にスズメッキ銅線６を通し、該銅線６とスプリングプローブ４のリセプタクルとをハンダ付けすることによって電気抵抗がほとんど生じず、加工性と導電性とを両立させることができた。
【００３１】
密閉容器内の気密性を保つためのシール部材（ガスケットやＯリング）、シール剤は、グローブボックス内で真空に曝されても内圧差に耐え、変質し難いものが好ましく、容器本体と蓋との密着面や、必要な箇所に適宜付与すればよい。
当該ホルダーの密閉容器の気密性は、容器内（不活性ガス）と容器外（大気）との気圧差がゼロである場合が多く、特に数値限定された気密性の限界点を設ける必要はないが、容器内外の圧力比（容器内圧力／容器外圧力）が１０-7 〜１０7 であっても耐えられるような気密性があることが好ましく、特に圧力比が１〜１０5でも気密性が確保されれば、グローブボックス予備室への出し入れなどの操作にも耐えるので好ましい。
図３の例では、蓋が容器本体に嵌り込む構造となっており、容器本体の上面外周には溝が設けられ、ＯリングＰ１がはめ込まれている。
図３に示すように、容器本体を貫通した導体（同図の例では、接触用端子４の部品であるリセプタクルが導体として容器本体を貫通している）をシール剤ｍで覆う場合には、例えば、ポリエステル樹脂を用いることによって、容器本体に設けた貫通孔と導体との間の隙間まで十分に浸透していき、容器内の密閉性を十分に保つことが可能である。
【００３２】
収容すべき素子は、通常、発光素子、受光素子、太陽電池などであり、発光・受光に関する特性が極めて重要である。よって、収容した素子（受光素子、太陽電池）へ外部から光を照射し、また、発光素子の場合には発せられた光を外部へ取り出すことができるように、容器本体または蓋に光透過窓を設けることが好ましい。ただし、この光透過窓は必須ではなく、素子の機能や測定の目的によっては、密閉容器内に他のセンサー（受光素子、発光素子など）を気密に貫通挿入させて素子の特性を測定する場合もあってよい。
一般的な薄膜素子、特に有機薄膜素子の完成品の場合、発光・受光の光の出入りはその透明基板（ガラス基板など）を通して行なわれる。よって、容器本体に凹部を設け、電極を下側に向けて素子を収容する場合、図１に示すように、蓋に光透過窓を設ける態様が好ましい。
【００３３】
図１の態様では、光透過窓の汎用的な構成として、蓋２に貫通孔を設け、該貫通孔を透明部材によって気密に閉鎖し、密閉容器の気密性を保っている。
しかし、このような光透過窓の構成では、光透過窓を通過する際の光の散乱や減衰によって、より精度の高い測定ができない。
そこで、本発明の好ましい態様では、図３に示すように、蓋２に光透過窓用の貫通孔２１を設け、その貫通孔２１に素子Ｓの基板を押し当てて、該基板面自体で貫通孔２１を塞ぎ、外部からの光Ｌ１を直接的に基板内に入射させている。
この態様のために、先ず、窓用の貫通孔２１の開口形状のサイズを、基板の板面の外周形状（素子の外周形状に等しい）よりも所定のシールしろだけ小さいものとする。次に、蓋２の内面には、前記貫通孔２１の開口周囲のシールしろ部分に溝を設け、弾性シール部材（Ｏリングまたはガスケット）Ｐ２を装着する。
この弾性シール部材Ｐ２を設けることによって、素子Ｓの基板が、図１の透明部材２２の代わりを果たして、前記窓用の貫通孔２１を蓋の内面側から気密に閉鎖する。
さらにこの態様では、蓋の内面に設けた弾性シール部材Ｐ２が、図２に示した押圧用弾性体ｇ１としても作用し、素子を凹部の内部底面へ弾性的に押付け、厚さ方向のがたつきを無くす構成となっている。
また、図３、図５の例では、貫通孔２１の外界側の開口面積を大きく広げて、孔全体の形状をすり鉢状としている。これは、発光（発光素子の場合）や入射光（太陽電池の場合）の強度に、迷光によって生じる誤差を防ぎ、素子特性を正確に評価するためである。
またこのように、孔全体の形状をすり鉢状とする場合、図５の例では、貫通孔２１の下端部に鋭いエッジが形成されないように僅かなストレート部分（すり鉢状ではない部分）２１ａが設けられている。そのようなストレート部分が大きい場合には、拡散光が入射した場合に、そのストレート部分で乱反射する可能性もある。よって、図３に示すように、ストレート部分を可及的に小さくし、貫通孔２１を全長にわたってすり鉢状とするのが好ましい態様である。
【００３４】
当該ホルダーには、蓋を容器本体に簡単に固定し取り外すことができるように、ワンタッチで絞め付け固定と解除とが可能な止め金具（以下「ワンタッチ止め金具」とも呼ぶ）を設けることが好ましい。
図５は、本発明の実施例態様を示した斜視図であって、蓋２と、素子Ｓと、容器本体３とを分解組立図として示している。各部の符号は、図１〜図３と同様である。同図の例では、蓋を容器本体に簡単に固定し取り外すことができるように、ワンタッチ止め金具（Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３）を、密閉容器の両サイドに設けている。
このようなワンタッチ止め金具の採用は、グローブを装着した作業には非常に好ましい態様である。
ここでいう「ワンタッチ」とは、スパナや締め付け工具などの別個のツールを用いない迅速な締め付けおよび解除の作業である。ボルトやネジによる締め付けは、スパナやドライバーを要するために「ワンタッチ」ではない。また、国際特許分類（Ｆ１６Ｌ  ３７／００）に挙げられている「迅速作動型連結器」は「ワンタッチカップリング（クイックカップリング）」などと呼ばれており、本発明とは分野は異なるが、その着脱に係る作業はワンタッチであって、そのようなワンタッチの着脱構造を本発明に転用してもよい。
【００３５】
図５に示すタイプのワンタッチ止め金具は、一般に、「パッチン錠」や「引っ掛けパッチン錠」などと呼ばれており、２つのパーツ（Ｊ１、Ｊ２＋Ｊ３）に分割される。蓋にはフックＪ１が取り付けられ、容器本体には、リングＪ２がレバーＪ３にリンク状態で設けられている。蓋を容器本体に取り付け、リングＪ２をフックＪ１に引っ掛け、レバーＪ３を引き下ろすと、フックＪ１はリングＪ２によって強い力で容器本体側へ引張られ、蓋と容器本体とがワンタッチでしかも強い力で圧着固定され、内部の気密が保たれる。逆に、蓋を開く際には、レバーＪ３を引き上げれば、リングＪ２をフックＪ１から外すことができ、ワンタッチで固定を解除することができる。
【実施例１】
【００３６】
図５に示した態様の当該素子ホルダーを実際に製作し、その使用状況を評価した。
収容すべき素子は、総厚１ｍｍ、外形３８ｍｍ×２１ｍｍの太陽電池であって、ガラス基板上にＩＴＯ透明電極が形成され、有機薄膜からなる積層体を挟んで、アルミニウム電極層を蒸着したものである。
密閉容器全体の組み立て寸法は、ＯリングＰ１の出しろを除くと、高さ５０ｍｍ、上面寸法が６５ｍｍ×３８ｍｍの直方体である。
スプリングプローブ４の先端外径は１．８ｍｍであり、突起量は１ｍｍ、凹部底面まで沈み込んだときの接触荷重はプローブ１本当り０．２５Ｎ（２５ｇｆ）とした。該プローブの総使用本数は１２本である。
蓋には貫通孔２１を設け、蓋の内面側から素子の基板面自体で該貫通孔を封鎖する構成とした。
密閉容器の両サイドにはパッチン錠を取り付け、ワンタッチで蓋の固定と解除を可能とした。
【００３７】
（評価）
上記のように当該ホルダーを構成し、実際に、グローブボックス内での素子（太陽電池）の収容作業を行い、外部に取り出して、擬似太陽光を照射しながら電流電圧曲線を計測したところ、短時間で多数の試料の測定が可能となった。
当該ホルダーの気密性の高さを調べるために、上記と同様に製作した素子に対してグローブボックス内で封止を施し、外部に取り出して、上記と同様に計測したところ、素子の特性は同様であった。
このことから、当該ホルダーの気密性が、素子に対する個別の封止に匹敵することがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
当該ホルダーによって、成膜装置内で形成された段階の素子の特性を測定する際に要していた、複雑な封止作業や高価な設備費用が不要となる。
従来ならば、グローブボックス内に高価な測定装置を導入したり、複雑な封止加工を施さなければならないところ、当該ホルダーに気密に収容することで、素子をボックス外に取り出し、かつ、収容した状態のままで電気的・光学的な特性検査を行うことができる。
当該ホルダーは、薄膜素子、特に、発光素子、受光素子、電界効果型トランジスター、太陽電池など、有機薄膜素子全般の開発研究に特に有用な測定用補助具となり、研究開発にかかるコストを大きく下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による薄膜素子ホルダーの構成を模式的に示した断面図である。同図では、各部を写実的には描いておらず、実施態様の概念を簡素に示し、薄い部分は厚く誇張して描いている。ハッチングは、各部の領域を区別する目的で、適宜施している。
【図２】本発明による薄膜素子ホルダーの構成のバリエーションを模式的に示した断面図である。
【図３】本発明による薄膜素子ホルダーの好ましい態様を模式的に示す断面図である。
【図４】スプリングプローブの構成を例示する断面図である。
【図５】本発明による薄膜素子ホルダーの一実施態様を斜視図にて示した分解組立図である。
【図６】有機薄膜素子の一般的な素子構造を示した模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ｓ    薄膜素子
１    密閉容器
２    蓋
３    容器本体
４    接触用端子
５    外部導体端子
６    容器の壁部を貫通する導体
【図１】
2007258070.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007258070.tif 000007
【図６】
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